[发明专利]一种硼/硝酸钾系点火药及其制备方法

说明书

一种硼/硝酸钾系点火药，包括下述重量份的组分：硼15～50份；硝酸钾50～85份；2,4,6‑三硝基‑3,5‑二氟苯甲醚，硼和硝酸钾占总重量的1％～5％，硼为无定型颗粒。其制备方法是：将硼、硝酸钾及一定比例的溶有TNDFB的溶剂，进行湿法混合，混合均匀后进行干燥。

技术领域

本发明属于含能材料领域，具体涉及一种硼/硝酸钾系点火药及其制备方法。

背景技术

点火药在外界初始冲能的作用下能够发生迅速的燃烧反应，放出大量的热、气体和热的固体残渣，从而点燃各种火药、烟火药和火工品，是一种用于点燃主装药烟火药剂或其他药剂及火工品的烟火药。在点火药中常应用铝、镁、硼、锆及其合金等高活性金属燃烧剂，其中硼粉具有较高的体积燃烧热和质量燃烧热，因此硼系点火药作为高能点火药，具有较大的燃烧热和较强的点火能力,一直是点火药研究的热点。

为进一步提高硼系点火药的点火燃烧性能，目前常采用多种方法，这包括：(1)亚微米无定型硼粉，提高比表面积、降低临界反应温度；(2)点火药合适的粒度，例如30～60目的硼/硝酸钾(15/85)燃烧热最大；(3)合适的硼/硝酸钾比例，例如随硼含量增加，硼/硝酸钾火焰温度上升，在25％时达到最大值；(4)利用含能材料对硼粉进行表面修饰，例如在硼颗粒表面三氮唑，可以使硼/硝酸钾热反应临界温度降低30℃。

而目前的亚微米无定型硼粉纯度低、制备成本高，采用硼粉晶型控制、粒度控制、组分比例控制等手段，已达硼/硝酸钾系点火药的点火燃烧性能极限；表面修饰的方式制备成本高，对点火燃烧性能的改善效果有限。

发明内容

本发明提供一种硼/硝酸钾系点火药及其制备方法，硼/硝酸钾系点火药表现出优异的点火燃烧性能，其热反应临界温度降低、燃烧压力升高。本专利的核心是一种添加剂TNDFB，独立于以上几种方式，可以在上述几种方式的基础上继续提升性能。

本发明更具体的技术方案如下：

(1)一种硼/硝酸钾系点火药，包括下述重量份的组分：硼，15～50；硝酸钾，50～85；2,4,6-三硝基-3,5-二氟苯甲醚(TNDFB)，硼和硝酸钾总重量的1％～5％，硼为无定型颗粒。无定型硼粉，相对于晶体硼，点火燃烧性能大幅提升。

(2)一种硼/硝酸钾系点火药的制备方法，将硼、硝酸钾及一定比例的溶有TNDFB的溶剂，进行湿法混合，混合均匀后进行干燥。

溶剂可以是丙酮、乙腈、四氢呋喃、甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿中的一种。

溶剂的比例为硼和硝酸钾总体积的5％～25％。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

TNDFB是一种含氟含能材料，且氟原子连接在苯环上，受苯环上三个硝基作用，在TNDFB分解过程中容易形成氟自由基，继而与硼粉表面的氧化硼惰性层结合，使活性的单质硼裸露出来，从而大幅改善点火药的点火燃烧性能。本发明提供的硼/硝酸钾系点火药表现出优异的点火燃烧性能，其热反应临界温度降低、燃烧压力升高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1：

将15g无定型硼粉、85g硝酸钾和溶有1g TNDFB的10mL丙酮溶液，加入到500mL烧杯中，机械搅拌混合均匀，烘箱中加热，蒸去丙酮干燥，获得硼/硝酸钾点火药。

实施例2：

将20g无定型硼粉、80g硝酸钾和溶有5g TNDFB的25mL氯仿溶液，加入到500mL烧杯中，机械搅拌混合均匀，烘箱中加热，蒸去氯仿干燥，获得硼/硝酸钾点火药。